(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属コアと、 
前記金属コア上に設けられた第１絶縁層と、 
前記第１絶縁層上に設けられた第１金属層と、 
前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第１のキャビティと、 
前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に直接実装された発光素子と、 
前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第２のキャビティと、 
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に設けられ、前記金属コアを外部と電気的に連結させるために提供される導電層と、 
前記金属コアの下面に順次設けられる第２絶縁層及び第２金属層と、 
前記第１のキャビティと垂直対応する位置に前記金属コアの下面を露出させるように設けられた第３のキャビティと、
を含み、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージ。 
【請求項２】
前記金属コアは、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項３】
前記発光素子と前記第１のキャビティに隣接した所に位置する第１金属層とを電気的に接続するボンディングワイヤをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項４】
前記導電層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ及びＣｕから構成される群より選ばれるいずれか一つからなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記導電層は、金属メッキ層または金属ペーストからなることを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記第１のキャビティに隣接した位置に、前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて前記金属コアの上面が露出するように設けられた溝と、 
枠部に設けられた突起が前記溝に嵌合され、前記第１のキャビティの上部に取り付けられるキャップと、 
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項７】
前記キャップは、保護キャップまたはレンズであることを特徴とする請求項６に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項８】
金属コアと、 
前記金属コア上に設けられた第１絶縁層と、 
前記第１絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する第１金属層と、 
前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第１のキャビティと、 
前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に直接実装された発光素子と、 
前記発光素子と前記第１の電極とを電気的に接続する第１のボンディングワイヤと、 
前記発光素子と前記第２の電極とを電気的に接続する第２のボンディングワイヤと、 
前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第２のキャビティと、 
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に設けられ、前記金属コアを外部と電気的に連結させるために提供される導電層と、 
前記金属コアの下面に順次設けられる第２絶縁層及び第２金属層と、 
前記第１のキャビティと垂直対応する位置に前記金属コアの下面を露出させるように設けられた第３のキャビティと、
を含み、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージ。 
【請求項９】
前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記第１のキャビティに隣接した所に位置することを特徴とする請求項８に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項１０】
前記導電層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ及びＣｕから構成される群より選ばれるいずれか一つからなることを特徴とする請求項８に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項１１】
前記第１のキャビティと隣接した位置に、前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて前記金属コアの上面が露出するように設けられた溝と、 
枠部に設けられた突起が前記溝に嵌合され、前記第１のキャビティの上部に取り付けられるキャップと、 
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項１２】
金属コアと、 
前記金属コア上に設けられた第１絶縁層と、 
前記第１絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する第１金属層と、 
前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第１のキャビティと、 
前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に直接実装された発光素子と、 
前記発光素子と前記第１の電極とを電気的に接続する第１のボンディングワイヤと、 
前記発光素子と前記第１のキャビティによって露出された前記金属コアとを電気的に接続する第２のボンディングワイヤと、 
前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第２のキャビティと、 
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に設けられ、前記金属コアを外部と電気的に連結させるために提供される導電層と、 
前記金属コアの下面に順次設けられる第２絶縁層及び第２金属層と、 
前記第１のキャビティと垂直対応する位置に前記金属コアの下面を露出させるように設けられた第３のキャビティと、
を含み、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージ。 
【請求項１３】
前記第１の電極及び第２の電極は、前記第１のキャビティに隣接した所に位置することを特徴とする請求項１２に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項１４】
前記第１のキャビティと隣接した位置に、前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて前記金属コアの上面が露出するように設けられた溝と、 
枠部に設けられた突起が前記溝に嵌合され、前記第１のキャビティの上部に取り付け られるキャップと、 
をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項１５】
金属コアと、 
前記金属コア上に設けられた第１絶縁層と、 
前記第１絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する第１金属層と、 
前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第１のキャビティと、 
前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に直接実装され、その下面に前記金属コア及び前記第１の電極とそれぞれ電気的に接続される接続手段が備えられた発光素子と、 
前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第２のキャビティと、 
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に設けられ、前記金属コアを外部と電気的に連結させるために提供される導電層と、 
前記金属コアの下面に順次設けられる第２絶縁層及び第２金属層と、 
前記第１のキャビティと垂直対応する位置に前記金属コアの下面を露出させるように設けられた第３のキャビティと、 
を含み、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージ。 
【請求項１６】
前記接続手段は、バンプ、パッド及びソルダーボールから構成された群より選ばれるいずれか一つであることを特徴とする請求項１５に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１７】
前記第１の電極は、前記第１のキャビティに隣接した所に位置する請求項１５に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１８】
下部キャビティ及び上部キャビティから構成される第１のキャビティが設けられた金属コアと、 
前記下部キャビティを除いて、前記上部キャビティの内面を含む前記金属コアの上面に設けられた第１絶縁層と、 
前記第１絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する第１金属層と、 
前記下部キャビティ内の前記金属コア上に直接実装された発光素子と、 
前記発光素子と前記第１の電極とを電気的に接続するボンディングワイヤと、
前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第２のキャビティと、 
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に設けられ、前記金属コアを外部と電気的に連結させるために提供される導電層と、 
前記金属コアの下面に順次設けられる第２絶縁層及び第２金属層と、 
前記第１のキャビティと垂直対応する位置に前記金属コアの下面を露出させるように設けられた第３のキャビティと、
を含み、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージ。 
【請求項１９】
前記第１の電極は、前記第１のキャビティと隣接した所に位置し、且つ前記上部キャビティの内面まで設けられたことを特徴とする請求項１８に記載の発光素子パッケージ。
【請求項２０】
前記第１の電極は、前記上部キャビティの内面の一部または全面上に設けられたことを特徴とする請求項１９に記載の発光素子パッケージ。
【請求項２１】
前記ボンディングワイヤは、前記第１のキャビティの設けられていない前記金属コア上に設けられた前記第１金属層の上面より低い高さに設けられることを特徴とする請求項１８に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項２２】
前記第１のキャビティと隣接した位置に、前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて前記金属コアの上面が露出するように設けられた溝と、 
枠部に設けられた突起が前記溝に嵌合され、前記第１のキャビティの上部に取り付けられるキャップと、 
をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項２３】
下部キャビティ及び上部キャビティから構成される第１のキャビティが設けられた金属コアと、 
前記下部キャビティを除いて、前記上部キャビティを含む前記金属コアの上面に設けられた第１絶縁層と、 
前記第１絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する第１金属層と、 
前記下部キャビティ内の前記金属コア上に直接実装された発光素子と、 
前記発光素子と前記第１の電極とを電気的に接続する第１のボンディングワイヤと、 
前記発光素子と前記第１絶縁層の設けられていない前記金属コアとを電気的に接続する第２のボンディングワイヤと、 
前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面が露出するように前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて設けられた第２のキャビティと、 
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に設けられ、前記金属コアを外部と電気的に連結させるために提供される導電層と、 
前記金属コアの下面に順次設けられる第２絶縁層及び第２金属層と、 
前記第１のキャビティと垂直対応する位置に前記金属コアの下面を露出させるように設けられた第３のキャビティと、
を含み、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージ。
【請求項２４】
前記第１の電極は、前記第１のキャビティと隣接した所に位置し、且つ前記上部キャビティの内面まで設けられたことを特徴とする請求項２３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項２５】
前記第１の電極は、前記上部キャビティの内面の一部または全面上に設けられたことを特徴とする請求項２４に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項２６】
前記第１のボンディングワイヤ及び前記第２のボンディングワイヤは、前記第１のキャビティの設けられていない前記金属コア上に設けられた前記第１金属層の上面より低い高さに設けられることを特徴とする請求項２３に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項２７】
前記第１のキャビティと隣接した位置に、前記第１金属層及び前記第１絶縁層の一部が除去されて前記金属コアの上面が露出するように設けられた溝と、 
枠部に設けられた突起が前記溝に嵌合され、前記第１のキャビティの上部に取り付けられるキャップと、 
をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の発光素子パッケージ。 
【請求項２８】
金属コア上に絶縁層を設けるステップと、
前記絶縁層上に金属層を設けるステップと、
前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記金属コアの上面を露出させる第１のキャビティを設けるステップと、
前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に発光素子を直接実装するステップと、
を含み、
前記金属コアの下面に、第２の絶縁層及び第２の金属層を順次設けた後、前記第２の金属層及び前記第２の絶縁層の一部を除去し、前記第１のキャビティと垂直対応する位置に、前記金属コアの下面を露出させる第３のキャビティを設けるステップを含み、
前記絶縁層および前記第２の絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージの製造方法。
【請求項２９】
前記金属コアは、アルミニウムからなることを特徴とする請求項２８に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３０】
前記発光素子を実装するステップの後に、
前記発光素子と前記第１のキャビティに隣接した所に位置する金属層とをボンディングワイヤを介して電気的に接続するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３１】
前記第１のキャビティを設けるステップの後に、
前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面を露出させる第２のキャビティを設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３２】
前記第２のキャビティを設けるステップの後に、
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に導電層を設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３３】
前記導電層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ及びＣｕから構成される群より選ばれるいずれか一つによって設けられることを特徴とする請求項３２に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３４】
前記導電層は、金属メッキ層または金属ペーストからなることを特徴とする請求項３２に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３５】
金属コア上に絶縁層を設けるステップと、
前記絶縁層上に金属層を設けるステップと、
前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記金属コアの上面を露出させる第１のキャビティを設け、前記第１のキャビティと隣接した前記絶縁層上に電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を設けるステップと、
前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に発光素子を直接実装するステップと、
前記発光素子と前記第１の電極とを第１のボンディングワイヤを介して電気的に接続させ、前記発光素子と前記第２の電極とを第２のボンディングワイヤを介して電気的に接続させるステップと、
を含み、
前記金属コアの下面に、第２の絶縁層及び第２の金属層を順次設けた後、前記第２の金属層及び前記第２の絶縁層の一部を除去し、前記第１のキャビティと垂直対応する位置に前記金属コアの下面を露出させる第３のキャビティを設けるステップを含み、
前記絶縁層および前記第２の絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３６】
前記発光素子は、前記第２のボンディングワイヤを介して前記第１のキャビティによって露出された前記金属コアと電気的に接続されることを特徴とする請求項３５に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３７】
前記第１のキャビティを設けるステップの後に、
前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面を露出させる第２のキャビティを設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３８】
前記第２のキャビティを設けるステップの後に、
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に導電層を設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項３９】
金属コア上に絶縁層を設けるステップと、
前記絶縁層上に金属層を設けるステップと、
前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記金属コアの上面を露出させる第１のキャビティを設け、前記第１のキャビティと隣接した前記絶縁層上に電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を設けるステップと、
前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に、その下面に前記金属コア及び前記第１の電極とそれぞれ電気的に接続される接続手段が備えられた発光素子を直接実装するステップと、
を含み、
前記金属コアの下面に、第２の絶縁層及び第２の金属層を順次設けた後、前記第２の金属層及び前記第２の絶縁層の一部を除去し、前記第１のキャビティと垂直対応する位置に前記金属コアの下面を露出させる第３のキャビティを設けるステップを含み、
前記絶縁層および前記第２の絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられたことを特徴とする発光素子パッケージの製造方法。
【請求項４０】
前記接続手段は、バンプ、パッド及びソルダーボールから構成された群より選ばれるいずれか一つであることを特徴とする請求項３９に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項４１】
前記第１のキャビティを設けるステップの後に、
前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面を露出させる第２のキャビティを設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項３９に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【請求項４２】
前記第２のキャビティを設けるステップの後に、
前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に導電層を設けるステップをさらに含むことを特徴とする請求項４１に記載の発光素子パッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子パッケージ及びその製造方法に関するものであり、より詳しくは、金属コア上に順次設けられた絶縁層及び金属層の一部を除去し、該金属コアの上面を露出させるキャビティを設け、該キャビティ内の金属コアの上面に発光素子を直接実装することによって、該金属コアを介して該発光素子に電源が印加されるようにする、発光素子パッケージ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発光素子（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）は、低消費電力、高輝度などという様々な長所から、光源として広く使われている。
【０００３】
特に最近、発光素子は照明装置及びＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）用バックライト装置として採用されており、そのような発光素子は照明装置など各種装置への装着に容易なパッケージ形態で提供されている。発光素子パッケージでは、発光素子の保護及び装置との接続構造だけでなく、発光素子から発せられた熱を逃がすための放熱性能も肝要な評価基準となる。
【０００４】
高い放熱性能は、一般の照明装置及びＬＣＤ用バックライトのように高出力発光素子が要求される分野において、より重要なパッケージ条件である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
つまり、発光素子パッケージにおいて発光素子の性能及び寿命は、その作動温度が高くなるにつれて指数的に減少し、発光素子の作動温度が一定温度以上高くなれば、該発光素子が変色する恐れがあるため、最適な作動温度を保持することができるように、発光素子から発生した熱が十分に逃げなければならない。
【０００６】
そのため、最近、構造を簡素化すると共に放熱性能を向上して、発光素子パッケージの性能及び寿命を延長することができる様々な工夫が成されている。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、本発明の目的は、金属コア上に順次設けられた絶縁層及び金属層の一部を除去し、該金属コアの上面を露出させるキャビティを設け、該キャビティ内の金属コアの上面に発光素子を直接実装し、該金属コアを介して該発光素子に電源が印加されるようにすることによって、放熱性能を向上して高熱発生素子に適用可能であると共に、発光素子パッケージの全体構造及び製造工程を簡素化することによってコストダウンが可能であるようにする、発光素子パッケージ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決するために、本発明の好適な実施の形態による発光素子パッケージは、金属コアと、前記金属コア上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられた金属層と、前記金属コアの上面が露出するように前記金属層及び前記絶縁層の一部が除去されて設けられた第１のキャビティと、前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に直接実装された発光素子とを含む。
【０００９】
また、前記金属コアは、アルミニウムからなってもよい。また、前記絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられてもよい。また、前記発光素子と前記第１のキャビティに隣接した所に位置する金属層とを電気的に接続するボンディングワイヤがさらに含まれてもよい。
【００１０】
また、前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面が露出するように前記金属層及び前記絶縁層の一部が除去されて設けられた第２のキャビティがさらに含まれてもよい。
【００１１】
また、前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に設けられた導電層がさらに含まれてもよい。また、前記導電層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ及びＣｕから構成される群より選ばれるいずれか一つからなってもよい。また、前記導電層は、金属メッキ層または金属ペーストからなってもよい。
【００１２】
また、前記金属コアの下面に順次設けられ、前記第１のキャビティと対応する位置に前記金属コアの下面を露出させる第３のキャビティを有する第２の絶縁層及び第２の金属層がさらに含まれてもよい。
【００１３】
また、前記第１のキャビティと隣接した位置に、前記金属層及び前記絶縁層の一部が除去されて前記金属コアの上面が露出するように設けられた溝と、枠部に設けられた突起が前記溝に嵌合され、前記第１のキャビティの上部に取り付けられるキャップとがさらに含まれてもよい。また、前記キャップは、保護キャップまたはレンズであってもよい。
【００１４】
また、上記目的を解決するために、本発明の他の好適な実施の形態による発光素子パッケージは、金属コアと、前記金属コア上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する金属層と、前記金属コアの上面が露出するように前記金属層及び前記絶縁層の一部が除去されて設けられた第１のキャビティと、前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に直接実装された発光素子と、前記発光素子と前記第１の電極とを電気的に接続する第１のボンディングワイヤと、前記発光素子と前記第２の電極とを電気的に接続する第２のボンディングワイヤとを含む。
【００１５】
また、上記目的を解決するために、本発明の好適な実施の形態の変形例による発光素子パッケージは、金属コアと、前記金属コア上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する金属層と、前記金属コアの上面が露出するように前記金属層及び前記絶縁層の一部が除去されて設けられた第１のキャビティと、前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に直接実装された発光素子と、前記発光素子と前記第１の電極とを電気的に接続する第１のボンディングワイヤと、前記発光素子と前記第１のキャビティによって露出された前記金属コアとを電気的に接続する第２のボンディングワイヤとを含む。
【００１６】
また、上記目的を解決するために、本発明の他の好適な実施の形態による発光素子パッケージは、金属コアと、前記金属コア上に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する金属層と、前記金属コアの上面が露出するように前記金属層及び前記絶縁層の一部が除去されて設けられた第１のキャビティと、前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に直接実装され、その下面に前記金属コア及び前記第１の電極とそれぞれ電気的に接続される接続手段が備えられた発光素子とを含む。
【００１７】
また、上記目的を解決するために、本発明の他の好適な実施の形態による発光素子パッケージは、下部キャビティ及び上部キャビティから構成される第１のキャビティが設けられた金属コアと、前記下部キャビティを除いて、前記上部キャビティの内面を含む前記金属コアの上面に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する金属層と、前記下部キャビティ内の前記金属コア上に直接実装された発光素子と、前記発光素子と前記第１の電極とを電気的に接続するボンディングワイヤとを含む。
【００１８】
また、上記目的を解決するために、本発明の好適な実施の形態の変形例による発光素子パッケージは、下部キャビティ及び上部キャビティから構成される第１のキャビティが設けられた金属コアと、前記下部キャビティを除いて、前記上部キャビティを含む前記金属コアの上面に設けられた絶縁層と、前記絶縁層上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する金属層と、前記下部キャビティ内の前記金属コア上に直接実装された発光素子と、前記発光素子と前記第１の電極とを電気的に接続する第１のボンディングワイヤと、前記発光素子と前記絶縁層の設けられていない前記金属コアとを電気的に接続する第２のボンディングワイヤとを含む。
【００１９】
また、上記目的を解決するために、本発明の更に他の好適な実施の形態による発光素子パッケージの製造方法は、金属コア上に絶縁層を設けるステップと、前記絶縁層上に金属層を設けるステップと、前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記金属コアの上面を露出させる第１のキャビティを設けるステップと、前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に発光素子を直接実装するステップとを含む。
【００２０】
また、前記金属コアは、アルミニウムからなってもよい。また、前記絶縁層は、陽極酸化処理によって設けられてもよい。
【００２１】
また、前記発光素子を実装するステップの後に、前記発光素子と前記第１のキャビティに隣接した所に位置する金属層とをボンディングワイヤを介して電気的に接続するステップがさらに含まれてもよい。
【００２２】
また、前記第１のキャビティを設けるステップの後に、前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去して、前記第１のキャビティから所定距離離間された位置に、前記金属コアの上面を露出させる第２のキャビティを設けるステップがさらに含まれてもよい。
【００２３】
また、前記第２のキャビティを設けるステップの後に、前記第２のキャビティ内の前記金属コアの上面に導電層を設けるステップがさらに含まれてもよい。
【００２４】
また、前記導電層は、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ及びＣｕから構成される群より選ばれるいずれか一つによって設けられてもよい。また、前記導電層は、金属メッキ層または金属ペーストから成ることができる。
【００２５】
また、前記金属コアの下面に、第２の絶縁層及び第２の金属層を順次設けた後、前記第２の金属層及び前記第２の絶縁層の一部を除去し、前記第１のキャビティと対応する位置に、前記金属コアの下面を露出させる第３のキャビティを設けるステップがさらに含まれてもよい。
【００２６】
また、上記目的を解決するために、本発明の更に他の好適な実施の形態による発光素子パッケージの製造方法は、金属コア上に絶縁層を設けるステップと、前記絶縁層上に金属層を設けるステップと、前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記金属コアの上面を露出させる第１のキャビティを設け、前記第１のキャビティと隣接した前記絶縁層上に電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を設けるステップと、前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に発光素子を直接実装するステップと、前記発光素子と前記第１の電極とを第１のボンディングワイヤを介して電気的に接続させ、前記発光素子と前記第２の電極とを第２のボンディングワイヤを介して電気的に接続させるステップとを含む。
【００２７】
また、前記発光素子は、前記第２のボンディングワイヤを介して前記第１のキャビティによって露出された前記金属コアと電気的に接続されてもよい。
【００２８】
また、上記目的を解決するために、本発明の更に他の好適な実施の形態による発光素子パッケージの製造方法は、金属コア上に絶縁層を設けるステップと、前記絶縁層上に金属層を設けるステップと、前記金属層及び前記絶縁層の一部を除去し、前記金属コアの上面を露出させる第１のキャビティを設け、前記第１のキャビティと隣接した前記絶縁層上に電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を設けるステップと、前記第１のキャビティ内の前記金属コアの上面に、その下面に前記金属コア及び前記第１の電極とそれぞれ電気的に接続される接続手段が備えられた発光素子を直接実装するステップとを含む。
【００２９】
また、前記接続手段は、バンプ、パッド及びソルダーボールから構成された群より選ばれるいずれか一つであってもよい。
【００３０】
また、上記目的を解決するために、本発明の更に他の好適な実施の形態による発光素子パッケージの製造方法は、下部キャビティ及び上部キャビティから構成される第１のキャビティが設けられた金属コアを提供するステップと、前記下部キャビティを除いて、前記上部キャビティの内面を含む前記金属コアの上面に絶縁層を設けるステップと、前記絶縁層上に電気的に互いに分離された第１の電極及び第２の電極を有する金属層を設けるステップと、前記下部キャビティ内の前記金属コア上に発光素子を直接実装するステップと、前記発光素子と前記第１の電極とをボンディングワイヤを介して電気的に接続させるステップとを含む。
【００３１】
また、前記ボンディングワイヤを介して電気的に接続させるステップの前または後に、前記発光素子と前記絶縁層の設けられていない前記金属コアとを第２のボンディングワイヤを介して電気的に接続させるステップがさらに含まれてもよい。
【発明の効果】
【００３２】
前述のように、本発明の発光素子パッケージ及びその製造方法によれば、アルミニウムなどの熱伝導度に優れた材料から成る金属コア上に発光素子が直接実装することによって、該発光素子から発生する熱を、該金属コアを介して効果的に外部へ逃がすことができ、これにより放熱性能が向上し、高熱発生素子に好適であるというメリットがある。
【００３３】
さらに、本発明によれば、該金属コアは発光素子を実装する基板として使われると共に、それ自体で、該発光素子に電源を印加する一つの電気的通路として使われることによって、発光素子パッケージの部品点数の削減及び製造工程の単純化が可能なとり、製造コストを節減することができるという長所がある。
【００３４】
さらにまた、発光素子が実装された金属コア上に、発光素子を保護する、またはレンズの働きをするキャップを形成する場合、該金属コアを露出させる溝を設け、該溝に該キャップの枠部に設けられた突起が嵌合されるようにすることによって、該キャップの位置を容易に整列させ、またキャップを安定して固定することができる。
【００３５】
さらにまた、本発明においては、金属コアに上部キャビティ及び下部キャビティから成る２段構造のキャビティを設け、該下部キャビティ内に発光素子を実装することによって、該発光素子と電気的に接続されるボンディングワイヤが、該金属コアを含む基板の上部へ突出することなく基板内部に設けられるようにすることによって、該ボンディングワイヤの損傷を防止することができ、発光素子パッケージの上面が露出するように前記金属層性を向上することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになる。
【００３７】
実施の形態１
図１及び図２を参照して、本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージに対して詳細に説明する。図１は，本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージの構造を示した断面図であり、図２は，本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージの構造を示した平面図である。
【００３８】
図１及び図２に示すように、本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージは、金属コア１０と、前記金属コア１０上に設けられた絶縁層２０と、前記絶縁層２０上に設けられた金属層３０とを含む。
【００３９】
絶縁層２０及び金属層３０は、金属コア１０の上面にのみ設けられてもよいが、同図のように、金属コア１０の上面及び下面の両方に設けられてもよい。
【００４０】
金属層３０及び絶縁層２０の一部は除去され、金属コア１０の上面を露出させる第１のキャビティ４０が設けられている。第１のキャビティ４０は、発光素子６０の実装される空間を設け、機械的加工またはエッチングなどの加工方法によって設けられもよい。
【００４１】
ここで、金属層３０は、第１のキャビティ４０と隣接した所に、電気的に互いに分離された第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂを有することができる。
【００４２】
第１のキャビティ４０によって露出された金属コア１０の上面には、発光素子６０が直接実装されている。金属コア１０は、熱伝導度に優れた材料、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属から成ることができる。
【００４３】
絶縁層２０は酸化被膜層（Ａｌ2Ｏ3）であって、前述のように、アルミニウムからなる金属コア１０上に陽極酸化（ａｎｏｄｉｚｉｎｇ）処理によって設けられるか、または金属コア１０の表面にポリマー系列などのような通常の絶縁層を設けてもよいが、相対的に熱伝導度に優れ、薄肉に形成可能で、低い熱抵抗を具現することができる酸化被膜層（Ａｌ2Ｏ3）が設けられることが望ましい。
【００４４】
アルミニウム（Ａｌ）は、比較的安価で容易に入手可能な金属材料で、且つ熱伝導度に非常に優れるという長所がある。また、前記陽極酸化処理で得た酸化被膜層（Ａｌ2Ｏ3）も約１０〜３０Ｗ／ｍＫの比較的高い熱伝導度を有する。
【００４５】
そのため、金属コア１０は、従来ポリマー材質のＰＣＢまたはＭＣＰＣＢなどに比べて優れた放熱性能を有することができる。さらに、アルミニウムを陽極酸化処理する工程は、比較的容易な工程で、且つその工程費用が安価で、時間も短いという利点がある。
【００４６】
発光素子６０は、発光ダイオードなどのように光を発生する光源素子であって、金属コア１０の上面に直接取り付けられて接続されている。
【００４７】
そして、発光素子６０と、第１のキャビティ４０と隣接した所に位置する金属層３０、例えば第１の電極３０ａとは、ボンディングワイヤ７０によって互いに電気的に接続されることができる。
【００４８】
このような構成によって、金属コア１０及び絶縁層２０上の第１の電極３０ａと電気的に接続された発光素子６０は、金属コア１０及び第１の電極３０ａを介して電源を印加されて作動し、光が外部へ逃げることができる。
【００４９】
即ち、本実施の形態による発光素子パッケージにおいて、発光素子６０は垂直電極構造の発光素子であって、発光素子６０の一方の電極（図示せず）は金属コア１０と直接接続し、他方の電極（図示せず）はボンディングワイヤ７０を通じて隣接した金属層３０と接続している。
【００５０】
そのため、金属コア１０が電気的に＋極性を有していると、発光素子６０とワイヤボンディングされた金属層３０ａは、電気的に−極性を有していることが望ましい。
【００５１】
このように本実施の形態による発光素子パッケージによれば、熱伝導度に優れたアルミニウム材質の金属コア１０上に発光素子６０が直接実装され、発光素子６０から発生する熱を、前記金属コア１０を介して効果的に外部へ逃がすことができる。
【００５２】
また、金属コア１０は、発光素子６０を実装する基板として使われると共に、それ自体で、発光素子６０に電源を印加する一つの電気的通路として使われることによって、発光素子パッケージの部品点数の削減及び製造工程の単純化が可能で、製造コストを節減することができるという長所がある。
【００５３】
この時、発光素子６０の実装された第１のキャビティ４０と所定距離離間された位置には、金属コア１０の上面が露出するように金属層３０及び絶縁層２０の一部が除去されて、第２のキャビティ５０が設けられている。
【００５４】
第２のキャビティ５０は、金属コア１０を外部と電気的に接続させてパッケージとして機能するように開かれたものであって、これはコネクタまたは他の接続方法によって、発光素子が外部と電気的に接続するようにしてもよい。
【００５５】
第２のキャビティ５０内の金属コア１０の上面には、外部との電気的接続のために、導電層８０が設けられることができる。導電層８０はＡｕ、Ａｇ、ＮｉまたはＣｕなどによってから成ることができる。
【００５６】
このような導電層８０は、メッキ方式で設けられた金属メッキ層であってもよく、または高温硬化した金属ペーストであってもよい。
【００５７】
前述のように、本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージは、金属コア１０の上面に発光素子６０を直接実装することによって、パッケージの放熱性能が向上し、高熱発生素子に好適であるというメリットがある。さらに、発光素子パッケージの全体構造及び製造工程を簡素化することによって、コストダウンを図ることができるという効果を奏する。
【００５８】
ここで、図３は、本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージにキャップを設けた構造を示した断面図であり、図４ａは、図３のキャップを固定するための溝が設けられた発光素子パッケージの構造を示した平面図であり、図４ｂは、キャップの一例を示した図面である。
【００５９】
前述のような本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージには、図３に示すように、発光素子６０の実装された第１のキャビティ４０の上部に、キャップ２００が設けられてもよい。
【００６０】
キャップ２００は、発光素子６０を保護する保護キャップ、またはレンズであってもよい。
【００６１】
この時、図４ａに示すように、発光素子６０の実装された第１のキャビティ４０と隣接した位置には、金属層３０及び絶縁層２０の一部が除去され、金属コア１０の上面を露出させる溝１００が更に設けられることができる。
【００６２】
溝１００は、前記キャップ２００の位置を容易に整列及び固定するためのものであって、溝１００の形成個数及び位置に、本発明が制限されるものではない。
【００６３】
そして、図４ｂに示すように、枠部に突起２１０の設けられたキャップ２００の該突起２１０が溝１００に嵌合され、キャップ２００が第１のキャビティ４０の上部に取り付けられることができる。
【００６４】
前述のように、発光素子６０の上部にキャップ２００を設ける場合、金属コア１０を露出させる溝１００を設け、該溝１００に前記キャップ２００の枠部に設けられた突起２１０が嵌合されるようにすることによって、キャップ２００の位置を容易に整列させ、またキャップ２００が動かないように安定して固定することができる。
【００６５】
図５を参照して、実施の形態１の変形例を説明する。なお、変形例の構成において、実施の形態１と同一の部分に対する説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明する。
【００６６】
図５は、実施の形態１による発光素子パッケージの変形例を示した断面図である。実施の形態１の変形例による発光素子パッケージは、図５に示すように、金属コア１０の下面に順次設けられた絶縁層２０及び金属層３０の一部が除去され、該金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ４５が設けられていることを除いては、前述の実施の形態１による発光素子パッケージと大部分の構成が同じである。
【００６７】
第３のキャビティ４５は、金属コア１０の上面を露出させる第１のキャビティ４０と対応する位置に設けられることが望ましい。
【００６８】
このような実施の形態１の変形例による発光素子パッケージは、実施の形態１と同一の作用及び効果を奏すると共に、第１のキャビティ４０と垂直対応する位置に設けられた第３のキャビティ４５によって、金属コア１０の反りまたは歪みを防止することができるという利点がある。
【００６９】
以下、図６〜図１１を参照して、本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージの製造方法を詳細に説明する。図６〜図１１は、本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージの製造方法を説明するための順次工程断面図である。
【００７０】
まず、図６に示すように、金属コア１０を提供する。該金属コア１０は、アルミニウムなどからなることができる。
【００７１】
次に、図７に示すように、金属コア１０上に絶縁層２０を設ける。絶縁層２０は、陽極酸化処理で設けられてもよく、これは同図のように、前記金属コア１０の上面及び下面の両方に設けられてもよく、または金属コア１０の上面にのみ設けられてもよい。
【００７２】
続いて、図８に示すように、絶縁層２０上に金属層３０を設ける。金属層３０は、絶縁層２０と同様に金属コア１０の上部及び下部の両方に設けられてもよく、または金属コア１０の上部にのみ設けられてもよい。
【００７３】
続いて、図９に示すように、金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、金属コア１０の上面を露出させる第１のキャビティ４０を設ける。ここで、第１のキャビティ４０を設けた後、金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、第１のキャビティ４０と所定距離離間された位置に金属コア１０の上面を露出させる第２のキャビティ５０を設ける。第２のキャビティ５０は、第１のキャビティ４０を設けると同時に設けられてもよい。
【００７４】
次に、図１０に示すように、第１のキャビティ４０内の金属コア１０の上面に垂直電極構造の発光素子６０を直接実装してから、発光素子６０と第１のキャビティ４０と隣接した所に位置する金属層３０とをボンディングワイヤ７０を介して電気的に接続する。
【００７５】
然る後、図１１に示すように、第２のキャビティ５０内の金属コア１０の上面に導電層８０を設ける。導電層８０はＡｕ、Ａｇ、ＮｉまたはＣｕなどによって設けられてもよい。また、導電層８０は、メッキ方式によって設けられた金属メッキ層であってもよく、または高温硬化した金属ペーストであってもよい。
【００７６】
一方、前述のように、金属コア１０の上面だけでなく下面にも絶縁層２０及び金属層３０の両方を設ける場合には、図面に示されていないが、金属コア１０の下面に設けられた金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、第１のキャビティ４０と対応する位置に、金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ（図３中の符号４５参照）を設けてもよい。この場合、第３のキャビティ４５によって、金属コア１０の反りまたは歪みなどを防止することができる。
【００７７】
その後、発光素子６０の実装された第１のキャビティ４０上部に、キャップ２００を設けることができる。キャップ２００を設ける場合、第１のキャビティ４０と隣接した位置に、金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、金属コア１０の上面を露出させる溝１００を更に設けることができる。
【００７８】
続いて、第１のキャビティ４０の上部に、枠部に突起２１０が設けられたキャップ２００を取り付ける。この時、キャップ２００に設けられた突起２１０が、溝１００に嵌合されるようにすることが望ましい。
【００７９】
実施の形態２
次に、図１２を参照して、本発明の好適な実施の形態２による発光素子パッケージに対して詳細に説明する。なお、実施の形態２の構成において、実施の形態１と同一の部分についての説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明する。
【００８０】
図１２は、本発明の好適な実施の形態２による発光素子パッケージの構造を示した断面図である。同図のように、実施の形態２による発光素子パッケージは、発光素子６１が垂直電極構造でなく水平電極構造の発光素子で、発光素子６１の一方の電極（図示せず）が第１のボンディングワイヤ７１を介して金属層３０の第１の電極３０ａと電気的に接続し、他方の電極（図示せず）が第２のボンディングワイヤ７２を介して第１の電極３０ａと電気的に分離されている第２の電極３０ｂと電気的に接続していることを除いては、実施の形態１による発光素子パッケージと大部分の構成が同じである。
【００８１】
つまり、本発明の好適な実施の形態２による発光素子パッケージは、金属コア１０と、金属コア１０上に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂを有する金属層３０と、金属コア１０の上面が露出するように金属層３０及び絶縁層２０の一部が除去されて設けられた第１のキャビティ４０と、第１のキャビティ４０内の金属コア１０の上面に直接実装された水平電極構造の発光素子６１とを含む。
【００８２】
金属コア１０は、アルミニウムなどから成ることができ、絶縁層２０は、陽極酸化処理によって設けられる酸化被膜層（Ａｌ2Ｏ3）などからなることができる。
【００８３】
発光素子６１は、前述のように、第１のボンディングワイヤ７１を通じて第１の電極３０ａと接続し、第２のボンディングワイヤ７２を通じて第２の電極３０ｂと接続している。
【００８４】
発光素子６１と電気的に接続される第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂは、ワイヤボンディング工程が容易に行われるように、発光素子６１の実装される第１のキャビティ４０と隣接した所に位置することが望ましい。
【００８５】
発光素子６１は、金属層３０の第１の及び第２の電極３０ａを介して電源を印加されて作動し、光が外部へ逃げることができる。このため、第１の電極３０ａが電気的に−極性を有していると、前記第２の電極３０ｂは電気的に＋極性を有していることが望ましい。
【００８６】
第１のキャビティ４０と所定距離離間された位置には、金属コア１０の上面が露出するように金属層３０及び絶縁層２０の一部が除去され、第２のキャビティ５０が設けられている。
【００８７】
第２のキャビティ５０内の金属コア１０の上面には、外部との電気的接続のための導電層８０が設けられてもよく、これはＡｕ、Ａｇ、ＮｉまたはＣｕなどからなることができる。導電層８０はメッキ方式で設けられた金属メッキ層であってもよく、または高温硬化した金属ペーストであってもよい。
【００８８】
そして、図面に示されていないが、本発明の好適な実施の形態２では、上述の実施の形態１の変形例と同様に、金属コア１０の下面に順次設けられ、第１のキャビティ４０と対応する位置に、金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ（図３中の符号４５参照）を有する絶縁層２０及び金属層３０を、さらに含んでもよい。
【００８９】
また、本発明の好適な実施の形態２による発光素子パッケージは、上述の本発明の好適な実施の形態１と同様に、第１のキャビティ４０と隣接した位置に、金属層３０及び絶縁層２０の一部が除去され、金属コア１０の上面を露出させる溝１００が更に設けられてもよい。そして、キャップ２００の枠部に設けられた突起２１０が溝１００に嵌合され、キャップ２００が前記第１のキャビティ４０の上部に取り付けられることができる。
【００９０】
このような本発明の好適な実施の形態２による発光素子パッケージによれば、熱伝導度に優れた金属コア１０の上面に発光素子６０を直接実装することによって、パッケージの放熱性能を向上し、発光素子パッケージの全体構造及び製作工程を簡素化することができる。
【００９１】
図１３を参照して、実施の形態２の変形例を説明する。なお、変形例の構成において、実施の形態２と同一の部分についての説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明する。
【００９２】
図１３は、実施の形態２による発光素子パッケージの変形例を示した断面図である。本発明の好適な実施の形態２の変形例による発光素子パッケージは、図１３に示すように、水平電極構造になされた発光素子６１の一方の電極（図示せず）が第１のボンディングワイヤ７１を通じて第１の電極３０ａと電気的に接続し、他方の電極（図示せず）が第２のボンディングワイヤ７２を通じて第１のキャビティ４０によって露出された金属コア１０と電気的に接続していることを除いては、前述の実施の形態２による発光素子パッケージと大部分の構成が同じである。
【００９３】
この時、金属コア１０が電気的に＋極性を有していると、第１の電極３０ａは電気的に−極性を有していることが望ましい。
【００９４】
そして、このような実施の形態２の変形例による発光素子パッケージも、図面に示されていないが、前述の実施の形態１の変形例と同様に、金属コア１０の下面に順次設けられ、第１のキャビティ４０と対応する位置に金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ（図３中の符号４５参照）を有する絶縁層２０及び金属層３０をさらに含んでもよい。
【００９５】
また、本発明の好適な実施の形態２の変形例による発光素子パッケージは、前述のように、第１のキャビティ４０と隣接した位置に、金属コア１０の上面が露出するように設けられた溝１００と、枠部に設けられた突起２１０が溝１００に嵌合され、第１のキャビティ４０の上部に取り付けられるキャップ２００とをさらに含んでもよい。
【００９６】
このような本発明の好適な実施の形態２の変形例による発光素子パッケージは、金属コア１０上に直接実装された発光素子６１から発生する熱を、金属コア１０を通じて外部へ逃がすことができ、放熱性能を向上させることができる。
【００９７】
また、金属コア１０が発光素子６１に電源を印加する一つの電気的通路として使われ、発光素子パッケージの部品点数の削減及び製造工程の単純化が可能で、製造コストを節減することができる。
【００９８】
以下、図６〜図９、図１２及び図１３を参照して、本発明の好適な実施の形態２による発光素子パッケージの製造方法を説明する。なお、実施の形態２の構成において、実施の形態１と同一の部分についての説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明する。
【００９９】
まず、図６に示すように金属コア１０を用意した後、図７に示すように、金属コア１０上に絶縁層２０を設ける。続いて、図８に示すように、絶縁層２０上に金属層３０を設ける。
【０１００】
然る後、図９に示すように、金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、金属コア１０の上面を露出させる第１のキャビティ４０を設ける。この時、第１のキャビティ４０と隣接した絶縁層２０上には、電気的に互いに分離された第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂが設けられることができる。
【０１０１】
ここで、第１のキャビティ４０を設けた後、金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、第１のキャビティ４０と所定距離離間された位置に、金属コア１０の上面を露出させる第２のキャビティ５０を設ける。第２のキャビティ５０は、第１のキャビティ４０を設けると同時に設けられてもよい。
【０１０２】
続いて、図１２に示すように、第１のキャビティ４０内の金属コア１０の上面に、水平電極構造の発光素子６１を直接実装してから、発光素子６１と第１の電極３０ａとを第１のボンディングワイヤ７１を介して電気的に接続させ、発光素子６１と第２の電極３０ｂとを第２のボンディングワイヤ７２を介して電気的に接続させる。然る後、第２のキャビティ５０内の金属コア１０の上面に導電層８０を設ける。
【０１０３】
一方、発光素子６１は、図１２に示すように、第２のボンディングワイヤ７２を通じて第２の電極３０ｂと電気的に接続する代わりに、図１３に示すように、第１のキャビティ４０によって露出された金属コア１０と電気的に接続してもよい。
【０１０４】
また、絶縁層２０及び金属層３０が、前述のように金属コア１０の下面にも設けられる場合には、図面に示されていないが、金属コア１０の下面に設けられた金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、第１のキャビティ４０と対応する位置に、金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ（図３中の符号４５参照）を設けてもよい。
【０１０５】
実施の形態３
図１４を参照して、本発明の好適な実施の形態３による発光素子パッケージを詳細に説明する。なお、実施の形態３の構成において、実施の形態１と同一の部分についての説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明する。
【０１０６】
図１４は、本発明の好適な実施の形態３による発光素子パッケージの構造を示した断面図である。同図のように、実施の形態３による発光素子パッケージは、発光素子６２が垂直電極構造でなくフリップチップ構造の発光素子であり、発光素子６２の下面には接続手段９０が備えられており、接続手段９０が第１のキャビティ４０によって露出された金属コア１０及び第１の電極３０ａとそれぞれ電気的に接続していることを除いては、実施の形態１による発光素子パッケージと大部分の構成が同じである。
【０１０７】
発光素子６２の接続手段９０のうちのいずれか一つと電気的に接続される第１の電極３０ａは、フリップチップボンディング工程が容易に行われるように、発光素子６２の実装される第１のキャビティ４０と隣接した所に位置することが望ましい。
【０１０８】
この時、発光素子６２の接続手段９０と電気的に接続している金属コア１０が電気的に＋極性を有していると、第１の電極３０ａは電気的に−極性を有していることが望ましい。
【０１０９】
ここで、接続手段９０は、図示のようにソルダーボールから構成されるか、またはバンプ（図示せず）、パッド（図示せず）などから構成されてもよい。
【０１１０】
また、実施の形態３の変形例による発光素子パッケージにおいても、図面に示されていないが、実施の形態１の変形例と同様に、金属コア１０の下面に順次設けられ、第１のキャビティ４０と対応する位置に金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ（図３中の符号４５参照）を有する絶縁層２０及び金属層３０を、さらに含んでもよい。
【０１１１】
このような実施の形態３による発光素子パッケージは、発光素子６２が金属コア１０上に直接実装され、この時ワイヤボンディングによって実装される代わり、フリップチップボンディングによって実装されることによって、実施の形態１と同様な作用及び効果を奏する。
【０１１２】
以下、図６〜図９、及び図１４を参照して、本発明の好適な実施の形態３による発光素子パッケージの製造方法を説明する。なお、実施の形態３の構成において、実施の形態１と同一の部分についての説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明することにする。
【０１１３】
まず、図６に示すように、金属コア１０を準備した後、図７に示すように、前記金属コア１０上に絶縁層２０を設ける。続いて、図８に示すように、前記絶縁層２０上に金属層３０を設ける。
【０１１４】
然る後、図９に示すように、金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、金属コア１０の上面を露出させる第１のキャビティ４０を設ける。この時、第１のキャビティ４０と隣接した絶縁層２０上には、電気的に互いに分離された第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂが設けられることができる。
【０１１５】
第１のキャビティ４０を設けた後、前述のように、第１のキャビティ４０と所定距離離間された位置に、金属コア１０の上面を露出させる第２のキャビティ５０を設ける。第２のキャビティ５０は、第１のキャビティ４０と同時に設けられてもよい。
【０１１６】
続いて、図１４に示すように、第１のキャビティ４０内の金属コア１０の上面に発光素子６２を直接実装する。然る後、第２のキャビティ５０内の金属コア１０の上面に導電層８０を設ける。
【０１１７】
ここで、本発明の好適な実施の形態３による発光素子パッケージにおける発光素子６２は、その下面に接続手段９０を備えている。該接続手段９０はバンプ、パッドまたはソルダーボールなどから構成でき、金属コア１０及び第１の電極３０ａとそれぞれ電気的に接続されることができる。
【０１１８】
一方、前述したように、絶縁層２０及び金属層３０を金属コア１０の下面にも設ける場合、金属コア１０の下面に設けられた金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、第１のキャビティ４０と対応する位置に金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ（図３中の符号４５参照）を設けてもよい。
【０１１９】
実施の形態４
次に、図１５〜図１７を参照して、本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージを詳細に説明する。なお、実施の形態４の構成において、実施の形態１と同一の部分についての説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明する。
【０１２０】
図１５は、本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージの構造を示した断面図であり、図１６及び図１７は、本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージの構造を示した平面図であって、図１６は第１の電極が上部キャビティの内面の一部上に設けられた例を示した図面であり、図１７は第１の電極が上部キャビティの内面の全面上に設けられた例を示した図面である。
【０１２１】
図１５に示すように、実施の形態４による発光素子パッケージは、キャビティ４０が下部キャビティ４１及び上部キャビティ４２の２段構造に構成されており、発光素子６０とボンディングワイヤ７０を介して電気的に接続される第１の電極３０ａ及び該第１の電極３０ａの下部に設けられた絶縁層２０が、上部キャビティ４２の内面まで延在していることを除いては、実施の形態１による発光素子パッケージと大部分の構成が同一である。
【０１２２】
即ち、本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージは、下部キャビティ４１及び上部キャビティ４２から構成された第１のキャビティ４０が設けられた金属コア１０と、下部キャビティ４１を除いて、上部キャビティ４２の内面を含む金属コア１０の上面に設けられた絶縁層２０と、絶縁層２０上に設けられ、電気的に互いに分離された第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂを有する金属層３０と、下部キャビティ４１内の金属コア１０上に直接実装された発光素子６０と、発光素子６０と第１の電極３０ａとを電気的に接続するボンディングワイヤ７０とを含む。
【０１２３】
この時、金属コア１０が電気的に＋極性を有していると、第１の電極３０ａは電気的に−極性を有することができる。第１のキャビティ４０を構成する前記下部キャビティ４１は、発光素子６０を実装可能な大きさに設けられることができる。
【０１２４】
発光素子６０とボンディングワイヤ７０を介して電気的に接続される第１の電極３０ａは、ワイヤボンディング工程が容易に行われるように、発光素子６０が実装される前記第１のキャビティ４０と隣接した所に位置することが望ましい。
【０１２５】
特に、本発明の好適な実施の形態４では、第１の電極３０ａが上部キャビティ４２内面まで延在しており、上部キャビティ４２の内面に設けられた第１の電極３０ａの部分上にボンディングワイヤ７０がボンディングされることが望ましい。
【０１２６】
また、ボンディングワイヤ７０は、第１のキャビティ４０の設けられていない金属コア１０上に設けられた金属層３０の上面より低い高さに設けられることが望ましい。
【０１２７】
すると、発光素子６０及びボンディングワイヤ７０を保護するために第１のキャビティ４０内にモールディング材（図示せず）を充填する時、該モールディング材がボンディングワイヤ７０を完全に覆うように充填されることによって、該ボンディングワイヤ７０が前記モールディング材の上部へ露出する恐れがなく、取扱時ボンディングワイヤ７０が切れる等の損傷を防止することができる。
【０１２８】
一方、上部キャビティ４２の内面に設けられた第１の電極３０ａは、図１６に示すように上部キャビティ４２の内面の一部上に設けられてもよく、または図１７に示すように上部キャビティ４２の内面の全面上に設けられてもよい。
【０１２９】
そして、図面に示されていないが、本発明の好適な実施の形態４では、前述の実施の形態１の変形例と同様に、金属コア１０の下面に順次設けられ、第１のキャビティ４０と対応する位置に金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ（図３中の符号４５参照）を有する絶縁層２０及び金属層３０をさらに含んでもよい。
【０１３０】
また、本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージは、前述のように、第１のキャビティ４０と隣接した位置に、金属層３０及び絶縁層２０の一部が除去され、金属コア１０の上面を露出させる溝１００が設けられることができる。そして、キャップ２００の枠部に設けられた突起２１０が該溝１００に嵌合され、該キャップ２００が該第１のキャビティ４０の上部に取り付けられることができる。
【０１３１】
このような本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージは、実施の形態１と同様な作用及び効果を奏すると共に、金属コア１０に２段構造の第１のキャビティ４０を設け、第１のキャビティ４０の下部キャビティ４１内に発光素子６０を実装することによって、発光素子６０と電気的に接続されるボンディングワイヤ７０が、金属コア１０を含む基板の上部へ突出することなく基板内部に設けられるようにすることによって、ボンディングワイヤ７０の損傷を防止することができ、発光素子パッケージの上面が露出するように金属層性を向上することができるという利点がある。
【０１３２】
図１８を参照して、実施の形態４の変形例を説明する。なお、変形例の構成において、実施の形態４と同一の部分についての説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明する。
【０１３３】
図１８は、実施の形態４による発光素子パッケージの変形例を示した断面図である。同図のように、本発明の好適な実施の形態４の変形例による発光素子パッケージは、発光素子６１が垂直電極構造でなく水平電極構造の発光素子であり、前記発光素子６１の一方の電極（図示せず）が第１のボンディングワイヤ７１を介して第１の電極３０ａと電気的に接続し、他方の電極（図示せず）が第２のボンディングワイヤ７２を介して絶縁層２０の設けられていない金属コア１０部分と電気的に接続していることを除いては、実施の形態４による発光素子パッケージと大部分の構成が同じである。
【０１３４】
この時、金属コア１０が電気的に＋極性を有していると、第１の電極３０ａは電気的に−極性を有していることが望ましい。
【０１３５】
そして、このような実施の形態４の変形例による発光素子パッケージは、前述のように、金属コア１０の下面に順次設けられ、第１のキャビティ４０と対応する位置に金属コア１０の下面を露出させる第３のキャビティ（図３中の符号４５参照）を有する絶縁層２０及び金属層３０をさらに含んでもよい。
【０１３６】
また、実施の形態４の変形例による発光素子パッケージは、第１のキャビティ４０と隣接した位置に、金属コア１０の上面が露出するように設けられた溝１００と、枠部に設けられた突起２１０が溝１００に嵌合され、第１のキャビティ４０の上部に取り付けられるキャップ２００とをさらに含んでもよい。
【０１３７】
以下、図１５を参照して、本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージの製造方法を説明する。なお、実施の形態４の構成において、実施の形態１と同一の部分についての説明は省略し、異なる構成に対してのみ説明する。
【０１３８】
図１５を参照して、まず下部キャビティ４１及び上部キャビティ４２から構成された第１のキャビティ４０が設けられた金属コア１０を準備する。
【０１３９】
続いて、下部キャビティ４１を除いて、上部キャビティ４２の内面を含む金属コア１０の上面に絶縁層２０を設けた後、絶縁層２０上に電気的に互いに分離された第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂを有する金属層３０を設ける。
【０１４０】
絶縁層２０は、上部キャビティ４２の内面の一部または全面上に設けることができる。また、絶縁層２０上に設けられる第１の電極３０ａは、第１のキャビティ４１と隣接した所に位置し、且つ上部キャビティ４２内面まで設けることができる。即ち、第１の電極３０ａは、上部キャビティ４２の内面の一部または全面上に設けられた絶縁層２０上に設けられることができる。
【０１４１】
一方、本実施の形態では、前述のように、下部キャビティ４１及び上部キャビティ４２が設けられた金属コア１０上に絶縁層２０及び金属層３０を順次設けたが、金属コア１０に上部キャビティ４２を設けた後、上部キャビティ４２が設けられた金属コア１０上に絶縁層２０及び金属層３０を設け、金属層３０、絶縁層２０及び金属コア１０の一部をエッチングし、下部キャビティ４１を設けてもよく、金属コア１０の下部キャビティ４１、上部キャビティ４２、絶縁層２０及び金属層３０の形成順序に限定するものではない。
【０１４２】
次に、第１のキャビティ４０と所定距離離間された位置に設けられた金属層３０及び絶縁層２０の一部を除去し、金属コア１０の上面を露出させる第２のキャビティ５０を設ける。続いて、第２のキャビティ５０内の金属コア１０の上面に導電層８０を設ける。
【０１４３】
続いて、下部キャビティ４１内の金属コア１０上に発光素子６０を直接実装した後、発光素子６０と第１の電極３０ａとをボンディングワイヤ７０を介して電気的に接続させる。
【０１４４】
ボンディングワイヤ７０は、第１のキャビティ４０の設けられていない金属コア１０上に設けられた金属層３０の上面より低い高さに設けられることが望ましい。
【０１４５】
ここで、発光素子６０と第１の電極３０ａとをボンディングワイヤ７０で接続させる前または後に、図１８に示すように、発光素子６１と絶縁層２０の設けられていない金属コア１０とを第２のボンディングワイヤ７２を介して電気的に接続させることができる。
【０１４６】
然る後、図面に示されていないが、発光素子６０及びボンディングワイヤ７０を保護するために第１のキャビティ４０内にモールディング材（図示せず）を充填する。この時、本発明の好適な実施の形態４によれば、モールディング材がボンディングワイヤ７０を完全に覆うように充填されることによって、ボンディングワイヤ７０がモールディング材の上部へ露出する恐れがなく、取扱時前記ボンディングワイヤ７０が切れる等の損傷を防止することができるという長所がある。
【０１４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１４８】
【図１】本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージの構造を示した断面図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージの構造を示した平面図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージにキャップを設けた構造を示した断面図である。
【図４ａ】図３のキャップを固定するための溝が設けられた発光素子パッケージの構造を示した平面図である。
【図４ｂ】キャップの一例を示した図面である。
【図５】実施の形態１による発光素子パッケージの変形例を示した断面図である。
【図６】本発明の好適な実施の形態１による発光素子パッケージの製造方法を説明するための順次工程断面図である。
【図７】同じく、発光素子パッケージの製造方法を説明するための順次工程断面図である。
【図８】同じく、発光素子パッケージの製造方法を説明するための順次工程断面図である。
【図９】同じく、発光素子パッケージの製造方法を説明するための順次工程断面図である。
【図１０】同じく、発光素子パッケージの製造方法を説明するための順次工程断面図である。
【図１１】同じく、発光素子パッケージの製造方法を説明するための順次工程断面図である。
【図１２】本発明の好適な実施の形態２による発光素子パッケージの構造を示した断面図である。
【図１３】本発明の好適な実施の形態２による発光素子パッケージの変形例を示した断面図である。
【図１４】本発明の好適な実施の形態３による発光素子パッケージの構造を示した断面図である。
【図１５】本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージの構造を示した断面図である。
【図１６】本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージの構造を示した平面図であって、第１の電極が上部キャビティの内面の一部上に設けられた例を示した図面である。
【図１７】本発明の好適な実施の形態４による発光素子パッケージの構造を示した平面図であって、第１の電極が上部キャビティの内面の全面上に設けられた例を示した図面である。
【図１８】実施の形態４による発光素子パッケージの変形例を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１４９】
１０  金属コア
２０  絶縁層
３０  金属層
３０ａ  第１の電極
３０ｂ  第２の電極
４０  第１のキャビティ
４１  下部キャビティ
４２  上部キャビティ
５０  第２のキャビティ
４５  第３のキャビティ
６０、６１、６２  発光素子
７０、７１、７２  ボンディングワイヤ
８０  導電層
９０  接続手段
１００  溝
２００  キャップ
２１０  突起
【図１】
0005130440.tif 000002
【図２】
0005130440.tif 000003
【図３】
0005130440.tif 000004
【図４ａ】
0005130440.tif 000005
【図４ｂ】
0005130440.tif 000006
【図５】
0005130440.tif 000007
【図６】
0005130440.tif 000008
【図７】
0005130440.tif 000009
【図８】
0005130440.tif 000010
【図９】
0005130440.tif 000011
【図１０】
0005130440.tif 000012
【図１１】
0005130440.tif 000013
【図１２】
0005130440.tif 000014
【図１３】
0005130440.tif 000015
【図１４】
0005130440.tif 000016
【図１５】
0005130440.tif 000017
【図１６】
0005130440.tif 000018
【図１７】
0005130440.tif 000019
【図１８】
0005130440.tif 000020